Yaşanabilir gezegenleri bulmak için yeni bir metot geliştirildi

Matt Williams

Bu makalenin yazıldığı esnada NASA, 3772 farklı sistemde Güneş Sistemi dışındaki 5030 adet gezegenin varlığının doğrulandığını ve 8974 adayın onay beklediğini açıkladı. James Webb Uzay Teleskobu (JWST) üzere yeni kuşak araçların devreye girmesiyle birlikte, onaylanan ötegezegen sayısının ve çeşitliliğinin katlanarak artması bekleniyor. Gökbilimciler, bilhassa de varlığından haberdar olduğumuz karasal gezegenlerin ve ‘süper dünyaların’* sayısının büyük ölçüde çoğalacağını öngörüyorlar.

Gelecek yıllarda, çeşitli usuller kullanılarak binlercesi daha keşfedildikçe, ötegezegen araştırmaları açısından doğacak fırsatlar büyük ölçüde artacak. Çin Bilimler Akademisi (CAS) öncülüğündeki bir takım, kısa mühlet evvel yayınlanan araştırmada, ‘Yaşanabilir Yakın Ötegezegen Araştırması’ (kısaca CHES) ismiyle bilinen yeni bir uzay teleskopu planını kamuoyuyla paylaştı. Gündeme getirilen bu gözlemevi, ‘mikro-yay saniye bağıl astrometrisi’ (ing. micro-arcsecond relative astrometry) diye bilinen bir sistemi kullanarak, yaklaşık 33 ışıkyılı (10 parsek) çapında, Güneş’e benzeyen yıldızların yaşama elverişli bölgelerinde (kısaca HZ) Dünya gibisi gezegenler arayacak.

YENİ PROSEDÜR KEŞİFLERİ ÇOĞALTACAK

‘Astrometri’ ismiyle bilinen astronomi kısmı, gök cisimlerinin pozisyonlarına ve kendine has hareketlerine ait kesin ölçümleri, ‘arka plan referans yıldızları’ ile karşılaştırarak almaktan oluşuyor. Bu prosedüre bir örnek olarak, 2013 yılından beridir (500 bin uzak kuasarın yanı sıra) Samanyolu’nda bulunan 1 milyar yıldızın hareketlerini ölçen Avrupa Uzay Ajansı’na bağlı GAIA Gözlemevi gösterilebilir. Bu datalar, galaksimizin şu ana dek hazırlanan en kesin ölçülerdeki üç boyutlu haritasını oluşturmak emeliyle kullanılacak.

Son araştırmada, Çin Bilimler Akademisi (CAS) ile çok sayıda Çin gözlemevi ve üniversitesinden araştırmacılar, yörüngelerinde dönen ötegezegenleri saptayabilmek için Güneş’e benzeyen yıldızların yüksek hassasiyete sahip astrometrik ölçümlerini yapabilecek bir uzay teleskopu öneriyorlar. Önerilen CHES misyonu, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nun şu anda bulunduğu ‘Güneş-Dünya L2 Lagrange Noktası’nda**’ vazifesini sürdürecek ve beş yıl boyunca hedeflenen yıldızları gözlemleyecek. Bu maksatlar, Güneş Sistemi’ne en fazla 33 ışık yılı aradaki ‘F, G ve K tiplerine’ dahil 100 adet yıldızı içerecek.

‘F tipi’ yıldızlar (sarı-beyaz cüceler) Güneş’ten daha sıcak, parlak ve büyük kütleye sahipken, ‘G tipi’ yıldızlar (sarı cüceler) bir ana kol ‘G2V’ tipi yıldız olan Güneş’e benzerler. Öbür yandan, ‘K tipi’ yıldızlar (turuncu cüceler) Güneş’ten biraz daha sönük, daha serin ve düşük kütlelidir. CHES, gözlemlediği her yıldız için yörüngedeki ötegezegenlerin tetiklediği küçük ve dinamik sapmaları ölçecek ve bu da kütlelerine ve yörünge döngülerine ait gerçek varsayımlara ulaşmamızı sağlayacak.

CHES, uzay tabanlı bir gözlemevi olarak Dünya’nın hareketi ve atmosferi sebebiyle rastgele müdahaleye maruz kalmayacak ve mikro-yay saniye alanına girecek doğruluğa sahip astrometri ölçümleri yapabilecek. Nanjing’de bulunan Bilim ve Teknoloji Üniversitesi CAS Anahtar Gezegen Bilimleri Laboratuvarı’nda profesör ve çalışmanın başyazarı olan Jianghui Ji, Universe Today’e verdiği demeçte şunları aktarıyor:

“10 parsek içerisinde, Güneş’le birebir tipteki bir yıldızın yörüngesinde, 1 AU*** uzaklıkta dönen Dünya’yla tıpkı kütledeki bir gezegen için, Dünya’nın ikizi olan bu gezegenin yıldızda neden olduğu astrometri yalpalaması 0.3 mikro-yay saniyedir. Hâl böyleyken, mikro-yay saniye düzey ölçümüne muhtaçlık vardır. CHES için bağıl astrometri, mikro-yay saniye seviyesinde, bir gaye yıldız ile 6 ilâ 8 referans yıldız ortasındaki açısal ayrımı gerçek biçimde ölçebilir. Bu küçük değişimlerle ilgili ölçümlere dayanarak, yıldızların etrafında karasal gezegenler bulunup bulunmadığını saptamamız mümkün.”

GERÇEK KÜTLE VE BEDELLER ÖLÇÜLEBİLECEK

CHES’e gelirsek, yıldızlarının HZ içinde kalan bir yörüngede dönen ve “potansiyel olarak yaşanabilir” kabul edilen Dünya gibisi gezegenlerin ve muhteşem dünyaların gerçek kütle ve eğimlerinin direkt gerçekleştirilen birinci ölçümlerini yapacak. Dr. Ji, bu misyon dahilindeki öncelikli aracın, 1.2 metre çapındaki, 0.44°x0.44° görüş alanına (FOV) sahip yüksek kaliteli bir ayna olduğunu lisana getiriyor. Bu ayna, optik sapmaları en düşük düzeye indirmek doğrultusunda üç adet kavisli aynanın kullanıldığı ‘koaksiyel üç aynalı anastigmat’ (kısaca TMA) ismi verilen sistemin bir kesimi.

CHES, bunun yanı sıra, görünür ışığı ve yakın kızılötesi spektrumu kapsayan 500nm~900nm aralığında astrometrik ölçümler gerçekleştirmek için ‘Mozaik Yüke Bağlı Cihazlar’a (CCD’ler) ve ‘lazer metroloji’ ismi verilen tekniğe güveniyor. Bu imkanlar, ötegezegenleri saptamak maksadıyla kullanılan en yaygın ve tesirli araç olmayı sürdüren Geçiş Yöntemi’yle karşılaştırıldığında, büyük avantajlar sağlayacak. Bu usulde, gözlemcinin pozisyonuna nazaran yıldızın önünden geçen (geçiş yapan) gezegenlere dair olası göstergeler olan parlaklıktaki periyodik düşüşler bağlamında yıldızlar gözlemlenecek.

Bunun yanı sıra, CHES, dikkatin keşif sürecinden tanımlamaya gerçek yöneldiği ötegezegen çalışmalarında, şu anda yaşanan geçiş sürecine katkı sağlayacak. Dr. Ji, şöyle aktarıyor:

“CHES, birinci olarak, bizden 10 parsek arada bulunan etrafta Güneş tipi yıldızlarla ilgili kapsamlı bir araştırma yürütecek ve (TESS ya da PLATO gibi) Geçiş Yöntemi’nin kullanılamadığı durumlarda, yaşanabilir bölgede bulunan Dünya gibisi gezegenlerin tamamını astrometri yoluyla saptayacak. (Bunu yapmak) gözlemcilerin görüş çizgisine göre gezegenlerin hudut yörüngelerini bilmeyi gerektiriyor.

Bunun akabinde, CHES, ‘İkiz dünyalar’ ve ‘Süper dünyalar’ bazında birinci direkt gerçek kütle ölçümlerini ve gezegen kütlesinin bir gezegeni tanımlamak için hakikaten kıymet taşıyan, komşu yıldızlarımızın yörüngesindeki üstün dünyaları ortaya çıkaracak. Buna rağmen, (Geçiş Yöntemi) genelde bir gezegenin yarıçapını tespit edebilir ve ‘radyal hız’ üzere öbür yeryüzü tabanlı usullerle doğrulanması gerekir.

CHES, son olarak, gezegen oluşum ve tanımlama süreçlerinde bir öteki kıymetli gösterge olarak rol üstlenen karasal gezegenlerin üç boyutlu yörüngelerini (örneğin eğimlerini) bizlere sunacak.”

ÖTEGEZEGEN SAYIMI KATLANARAK ARTACAK

Bu imkanlar, gökbilimcilerin yüklü biçimde (Jüpiter yahut Satürn benzeri) ‘Gaz Devlerinden’, ‘mini Neptünlerden’ ve ‘Süper Dünyalardan’ oluşan mevcut ötegezegen sayımını büyük ölçüde genişletmelerine imkan sağlayacak. Öteki yandan, yeni kuşak araçların sahip olduğu gelişmiş çözünürlük ve hassasiyet sayesinde, gökbilimciler, Dünya gibisi gezegenlerin sayısının katlanarak artacağını öngörüyorlar. Bunun yanı sıra, yeni sistem, Güneş’e benzeyen yıldızların yörüngelerinde dönen ve Güneş Sistemi’nin oluşumuna ve evrimine ışık tutan gezegenlerin farklı tabiatlarına ait anlayışımızı geliştirecek.

Bununla birlikte, yeni kuşak uzay tabanlı astrometri vazifesinin sağlayacağı yararlar bunlarla sona ermiyor. Dr. Ji’nin vurguladığı üzere, en çok ilgi gören ikinci ve tesirli ötegezegen saptama tekniğine dayanan ve Radyal Sürat Tekniği (ya da ‘Doppler Spektroskopisi’) ismiyle bilinen araştırmalara yardımcı olacak. Dr. Ji, şu tabirleri kullanıyor: “Bunlara ek olarak, CHES, ‘Son Derece Büyük Teleskop’ (ELT) ve ‘Otuz Metre Teleskop’ (TMT) üzere yüksek hassasiyetli radyal sürate sahip aygıtlarla ortak ölçümler gerçekleştirebilir. Dahası, (bu sistem aracılığıyla) keşfedilen yaşanabilir gezegen adaylarını doğrulayabilir ve gezegenlerin kütlelerini ve yörünge parametrelerini gerçek biçimde tanımlayabilir.”

Bunun de ötesinde, CHES, karanlık husus arayışında, kara deliklerin incelenmesinde ve öbür araştırma alanlarında imkânlar yaratarak astronomi ve kozmolojinin hudutlarını genişletmemize yardımcı olacak. Bu araştırma, Evren’i yöneten fizik, gezegen sistemlerinin oluşumu, evrim ve ömrün kökenleri hakkında yeni bilgileri ortaya çıkaracak. Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu (ile birlikte ELT ve TMT) üzere başka gözlemevleri, tam olarak kayalık yaşama elverişli gezegenlerin bulunması beklenen bölgede, yıldızlarına daha yakın bir yörüngede dönen daha küçük ötegezegenlerin direkt görüntülenmesiyle ilgili çalışmalar yürütebilecek.

Gökbilimciler, komşu yıldız sistemlerindeki yüzlerce kayalık ötegezegeni gözler önüne serebilecek astrometri ölçümleriyle bir ortaya geldiklerinde, Dünya’nın ötesindeki hayatı bulmanın eşiğine ulaşabilirler!

*Süper Dünya, astronomide Dünya’nın kütlesinden daha büyük lakin bir gaz devinden çok daha küçük olan bir Güneş dışı gezegen demektir.

**Gök mekaniğinde, Lagrange noktaları ortak kütle merkezi etrafında dönen, biri çoklukla başkasından çok daha küçük olan iki kütlenin yarattığı potansiyelin istikrar noktalarıdır. Lagrange noktaları iki cismin yarattığı kütleçekim kuvvetinin, dönmeden kaynaklanan merkezkaç kuvveti ile birbirlerini dengeledikleri noktalardır.

***Astronomik ünite (AU), yaklaşık olarak Dünya’nın Güneş’e olan uzaklığını gösteren bir uzunluk ünitesidir. Dünya’nın Güneş’e olan tam uzaklığı yörünge boyunca değişmekle bir arada, AU 2012 yılından beri tam olarak 149.597.870.700 metre (149,597 milyon kilometre) olarak tanımlanır.


Yazının özgünü Universe Today sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.